拓展课天体运动中的三类典型问题
核心要点人造卫星的发射、变轨问题
[要点归纳]
1.卫星发射及变轨过程概述
人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。
(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上。
(2)在A点点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。
(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ。
2.三个运行物理量的大小比较
(1)速度：设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3，在轨道Ⅱ上过A 点和B点速率分别为v A、v B。在A点加速，则v A＞v1，在B点加速，则v3＞v B，又因v1＞v3，故有v A＞v1＞v3＞v B。
(2)加速度：因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点，卫星的加速度都相同，同理，经过B点加速度也相同。
(3)周期：设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分别
为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律r3
T2＝k可知T1＜T2＜T3。
[经典示例]
[例1]我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A 点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，则()
A.飞行器在B点处点火后，动能增加
B.由已知条件不能求出飞行器在轨道Ⅱ上的运行周期
C.只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道Ⅱ上通过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上通过B点的加速度
D.飞行器在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为2πR g0
解析在椭圆轨道近月点变轨成为圆轨道，要实现变轨应给飞行器点火减速，减小所需的向心力，故点火后动能减小，故A错误；设飞行器在近月轨道Ⅲ绕月球
运行一周所需的时间为T3，则mg0＝mR4π2
T23，解得T3＝2πR
g0
，根据几何关系可
知，轨道Ⅱ的半长轴a＝2.5R，根据开普勒第三定律a3
T2
＝k以及轨道Ⅲ的周期，可求出在轨道Ⅱ上的运行周期，故B错误，D正确；只有万有引力作用情况下，飞行器在轨道Ⅱ上通过B点的加速度与在轨道Ⅲ上通过B点的加速度相等，故C错误。
答案 D
[针对训练1](多选)2016年中国发射了“天宫二号”空间实验室，并发射“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船，与“天宫二号”交会对接。“天宫二号”由“长征二号F”改进型无人运载火箭从酒泉卫星发射中心发射升空，由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，B点距离地面的高度为h，地球的中心位于椭圆的一个焦点上。“天宫二号”飞行几周后进行变轨进入预定圆轨道，如图所示。已知“天宫二号”在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，引力常量为G，地球半径为R。则下列说法正确的是()
A.“天宫二号”从B 点沿椭圆轨道向A 点运行的过程中，引力为动力
B.“天宫二号”在椭圆轨道的B 点的加速度大于在预定圆轨道上B 点的向心加速度
C.“天宫二号”在椭圆轨道的B 点的速度大于在预定圆轨道上的B 点的速度
D.根据题目所给信息，可以计算出地球质量
解析 “天宫二号”从B 点沿椭圆轨道向A 点运行的过程中，速度在变大，故受到的地球引力为动力，所以A 正确；在B 点“天宫二号”的加速度都是由万有引力产生的，因为同在B 点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在B 点时万有引力产生的加速度大小相等，故B 错误；“天宫二号”在椭圆轨道的B 点加速后做离心运动才能进入预定圆轨道，故“天宫二号”在椭圆轨道的B 点的速度小于在预定圆轨道的B 点的速度，故C 错误；“天宫二号”在预定圆轨道上飞
行n 圈所用时间为t ，故周期为T ＝t n ，根据万有引力提供向心力G Mm （R ＋h ）
2＝m 4π2（R ＋h ）T 2，得地球的质量M ＝4π2（R ＋h ）3GT 2＝4π2n 2（R ＋h ）3
Gt 2
，故D 正确。 答案 AD
核心要点
同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较
[要点归纳]
1.相同点
(1)都以地心为圆心做匀速圆周运动。
(2)同步卫星与赤道上的物体具有相同的角速度。
2.不同点
(1)向心力不同
同步卫星、近地卫星均由万有引力提供向心力，GMm
r2＝
m v2
r；而赤道上的物体随
地球自转做圆周运动的向心力(很小)是万有引力的一个分力，GMm
r2≠
m v2
r。
(2)向心加速度不同
[经典示例]
[例2] (多选)地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，地球的第一宇宙速度为v2，半径为R，则下列比例关系中正确的是()
A.a1
a2＝r
R B.
a1
a2＝?
?
?
?
?r
R
2
C.v1
v2＝
r
R D.
v1
v2＝
R
r
【解题指导】
比较a1和a2→同步卫星与赤道上物体的角速度相同→据a＝ω2r分析
比较v1和v2→同步卫星与近地卫星皆由万有引力提供向心力
→据v＝GM
r
分析
解析设地球的质量为M，同步卫星的质量为m1，在地球表面随地球做匀速圆周运动的物体的质量为m2，根据向心加速度和角速度的关系有a1＝ω21r，a2＝ω22R，
又ω1＝ω2，故a 1a 2＝r R ，选项A 正确；由万有引力定律和牛顿第二定律得G Mm 1r 2＝m 1v 21r ，G Mm 2R 2＝m 2v 22R ，解得v 1v 2
＝R r ，选项D 正确。
答案 AD [针对训练2] 地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，向心力为F 1，向心加速度为a 1，线速度为v 1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)的向心力为F 2，向心加速度为a 2，线速度为v 2，角速度为ω2；地球同步卫星的向心力为F 3，向心加速度为a 3，线速度为v 3，角速度为ω3。地球表面重力加速度为g ，第一宇宙速度为v ，假设三者质量相等，则( )
A.F 1＝F 2＞F 3
B.a 1＝a 2＝g ＞a 3
C.v 1＝v 2＝v ＞v 3
D.ω1＝ω3＜ω2
解析 赤道上物体随地球自转的向心力为万有引力与支持力的合力，近地卫星的向心力等于万有引力，同步卫星的向心力为同步卫星所在处的万有引力，故有F 1＜F 2，F 2＞F 3，加速度a 1＜a 2，a 2＝g ，a 3＜a 2；线速度v 1＝ω1R ，v 3＝ω3(R ＋h )，
其中ω1＝ω3，因此v 1＜v 3，而v 2＞v 3；角速度ω＝v r ，故有ω1＝ω3＜ω2，故选项
D 正确。
答案 D
方法总结
处理这类题目的关键是受力分析，抓住随地球自转物体与卫星在向心力的具体来源上的差异。切忌不考虑实际情况、生搬硬套F 向＝F 引及其有关结论。
核心要点
双星问题
[要点归纳]
1.双星：两个离得比较近的天体，在彼此间的引力作用下绕两者连线上的一点做圆周运动，这样的两颗星组成的系统称为双星。
2.双星问题的特点
(1)两星的运动轨道为同心圆，圆心在它们之间的连线上。
(2)两星的向心力大小相等，由它们间的万有引力提供。
(3)两星的运动周期、角速度相同。
(4)两星的轨道半径之和等于两星之间的距离，即r 1＋r 2＝L 。
3.双星问题的处理方法：双星间的万有引力提供了它们做圆周运动的向心力，即G m 1m 2L 2＝m 1ω2r 1＝m 2ω2r 2。
由此得出：
(1)轨道半径之比与双星质量之比相反：r 1r 2＝m 2m 1
。 (2)线速度之比与质量之比相反：v 1v 2＝m 2m 1
。 (3)由于ω＝2πT ，r 1＋r 2＝L ，所以两颗星的质量之和m 1＋m 2＝4π2L 3
GT 2
。 [经典示例]
[例3] 2017年6月15日，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭成功发射硬X 射线调制望远镜卫星“慧眼”。在利用“慧眼”观测美丽的银河系时，若发现某双黑洞间的距离为L ，只在彼此之间的万有引力作用下做匀速圆周运动，其运动周期为T ，引力常量为G ，则双黑洞总质量为( )
A.4π2L 3
GT 2
B.4π2L 33GT 2
C.GL 3
4π2T 2 D.4π2T 3GT 2
解析 对双黑洞中任一黑洞：G m 1m 2L 2＝m 1? ??
??2πT 2r 1 得G m 2L 2＝? ??
??2πT 2r 1 对另一黑洞：G m 1m 2L 2＝m 2? ????2πT 2r 2得G m 1L 2＝? ??
??2πT 2r 2
又r 1＋r 2＝L ，联立可得 G m 2L 2＋G m 1L 2＝? ????2πT 2r 1＋? ??
??2πT 2r 2 则G m 2＋m 1L 2＝? ????2πT 2(r 1＋r 2)，即G M L 2＝? ??
??2πT 2L 双黑洞总质量M ＝4π2L 3GT 2。
答案 A
[针对训练3] (多选)冥王星与其附近的星体卡戎可视为双星系统，质量之比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动。由此可知卡戎绕O 点运动的
( )
A.角速度大小约为冥王星的7倍
B.向心力大小约为冥王星的17
C.轨道半径约为冥王星的7倍
D.周期与冥王星周期相同
解析 由题图可知，冥王星与卡戎绕O 点转动时每转一圈所用的时间相同，故D 正确，A 错误；冥王星与卡戎绕O 点转动时万有引力提供向心力，即G
M 冥m 卡（r 冥＋r 卡）2
＝M 冥ω2r 冥＝m 卡ω2r 卡，故r 卡r 冥＝M 冥m 卡＝71，B 错误，C 正确。 答案 CD
1.(卫星的变轨问题)(多选)我国天宫一号飞行器已完成了所有任务，于2018年4月2日8时15分坠入大气层后烧毁。如图所示，设天宫一号原来在圆轨道Ⅰ上飞行，到达P 点时转移到较低的椭圆轨道Ⅱ上(未进入大气层)，则天宫一号( )
A.在P 点减速进入轨道Ⅱ
B.在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期
C.在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅱ上的加速度
D.在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能
解析 天宫一号在P 点减速，提供的向心力大于需要的向心力，天宫一号做靠近
圆心的运动进入轨道Ⅱ，故A 正确；由开普勒行星运动第三定律得R 31T 21＝R 32T 22
，由题意知轨道Ⅰ半径大于轨道Ⅱ的半长轴，所以在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ
上运行的周期，故B 正确；根据万有引力提供向心力：G Mm r 2＝ma ，解得a ＝G M r 2，
可知在轨道Ⅰ上的加速度小于在轨道Ⅱ上的加速度，其在P 点时加速度大小相等，故C 错误；由于在P 点需减速进入轨道Ⅱ，故天宫一号在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能，故D 正确。
答案 ABD
2.(卫星的变轨问题)(多选)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( )
A.卫星的动能逐渐减小
B.由于地球引力做正功，引力势能一定减小
C.由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变
D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小
解析 由于空气阻力做负功，卫星轨道半径变小，由G Mm r 2＝m v 2r 可知，卫星线速
度增大，地球引力做正功，引力势能一定减小，故动能增大，机械能减小，选项
A 、C 错误，
B 正确；根据动能定理，卫星动能增大，卫星克服阻力做的功小于
地球引力做的正功，而地球引力做的正功等于引力势能的减小，所以卫星克服阻力做的功小于引力势能的减小，选项D 正确。
答案 BD
3.(同步卫星、近地卫星、赤道上物体物理量的比较)国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km ，远地点高度约为2 060 km ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km 的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a 1，东方红二号的加速度为a 2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a 3，则a 1、a 2、a 3的大小关系为( )
A.a 2＞a 1＞a 3
B.a 3＞a 2＞a 1
C.a 3＞a 1＞a 2
D.a 1＞a 2＞a 3
解析 卫星围绕地球运行时，万有引力提供向心力，对于东方红一号，在远地点
时有G Mm 1（R ＋h 1）2＝m 1a 1，即a 1＝GM （R ＋h 1）2，对于东方红二号，有G Mm 2（R ＋h 2）2
＝m 2a 2，即a 2＝GM （R ＋h 2）2
，由于h 2＞h 1，故a 1＞a 2，东方红二号卫星与地球自转的角速度相等，由于东方红二号做圆周运动的轨道半径大于地球赤道上物体做圆周运动的半径，根据a ＝ω2r 知a 2＞a 3，所以a 1＞a 2＞a 3，选项D 正确，选项A 、
B 、
C 错误。
答案 D
4.(双星问题)经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的直径远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体.两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，
绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2。则可知()
A.m1、m2做圆周运动的角速度之比为2∶3
B.m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2
C.m1做圆周运动的半径为2 5L
D.m2做圆周运动的半径为2 5L
解析双星系统在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀
速圆周运动，角速度相同，选项A错误；由G m1m2
L2
＝m1ω2r1＝m2ω2r2得r1∶r2＝m2∶m1＝2∶3，由v＝ωr得m1、m2做圆周运动的线速度之比为v1∶v2＝r1∶r2＝
2∶3，选项B错误；m1做圆周运动的半径为2
5L，m2做圆周运动的半径为
3
5L，选
项C正确，D错误。
答案 C
1.(多选)我国已先后成功发射了“天宫一号”飞行器和“神舟八号”飞船，并成功地进行了对接试验，若“天宫一号”能在离地面约300 km高的圆轨道上正常运行，则下列说法中正确的是()
A.“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度
B.对接前，“神舟八号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速
C.对接时，“神舟八号”与“天宫一号”的加速度大小相等
D.对接后，“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度
解析地球卫星的发射速度都大于第一宇宙速度，且小于第二宇宙速度，A错误；若“神舟八号”在与“天宫一号”同一轨道上点火加速，那么“神舟八号”受到
地球对它的万有引力小于其做圆周运动需要的向心力，其将做离心运动，不可能实现对接，B错误；对接时，“神舟八号”与“天宫一号”必须在同一轨道上，可知，它们的加速度大小相等，C正确；第一宇宙速度是地球卫星的根据a＝G M
r2
最大运行速度，所以对接后，“天宫一号”的速度仍然要小于第一宇宙速度，D 正确。
答案CD
2.(多选)如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先从发射点P进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则()
A.该卫星在P点的速度大于7.9 km/s，且小于11.2 km/s
B.卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9 km/s
C.在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度
D.卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
解析地球卫星的发射速度应大于7.9 km/s且小于11.2 km/s，故A正确；环绕地球做圆周运动的人造卫星，最大的运行速度是7.9 km/s，故B错误；P点比Q点离地球近些，故在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，C正确；卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，故D正确。
答案ACD
3.“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球，在距离月球表面200 km的P 点进行第一次“刹车制动”后被月球俘获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行。然后卫星在P点又经过两次“刹车制动”，最终在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动，如图所示。下列说法正确的是()
A.卫星在三个轨道上运行的周期TⅢ>TⅡ>TⅠ
B.不考虑卫星质量的变化，卫星在三个轨道上的机械能EⅢ>EⅡ>EⅠ
C.卫星在不同轨道运动到P点(尚未制动)时的加速度都相等
D.不同轨道的半长轴(或者半径)的二次方与周期的三次方的比值都相等
解析轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ三个轨道的半长轴关系为R
Ⅰ>R
Ⅱ
>R
Ⅲ
，根据开普
勒第三定律，卫星在三个轨道上运动的周期关系为TⅠ>TⅡ>TⅢ，选项A错误；不考虑卫星质量的变化，卫星在三个轨道上的机械能关系为EⅠ>EⅡ>EⅢ，选项B错误；不同轨道上的P点，到地心的距离相同，所受万有引力相同，根据牛顿第二定律，卫星在不同轨道运动到P点(尚未制动)时的加速度都相等，选项C正确；根据开普勒第三定律，卫星在不同轨道的半长轴(或者半径)的三次方与周期的二次方的比值都相等，选项D错误。
答案 C
4.(多选)神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室在太空中自动交会对接的成功，显示了我国航天科技力量的雄厚。已知对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下列说法正确的是()
A.为实现对接，神舟十一号飞船与天宫二号运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B.如不加干预，在运行一段时间后，天宫二号的动能可能会增加
C.如不加干预，天宫二号的轨道高度将缓慢降低
D.进入天宫二号的航天员处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用
解析第一宇宙速度为最大环绕速度，神舟十一号飞船与天宫二号的线速度一定小于第一宇宙速度，A错误；若天宫二号轨道半径不变，则因空气阻力作用，天宫二号的线速度减小，万有引力提供的向心力大于所需的向心力，故天宫二号做
近心运动，由v ＝GM
r 可知，随r 的减小，天宫二号的线速度增大，动能增大，
选项B 、C 均正确；航天员处于失重状态，但航天员仍受地球引力作用，万有引力提供其随天宫二号做圆周运动的向心力，故D 错误。
答案 BC 5.有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星，a 在地球赤道上未发射，b 在地面附近近地轨道上正常运动，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则有
( )
A.a 的向心加速度等于重力加速度g
B.b 在相同时间内转过的弧长最长
C.c 在4 h 内转过的圆心角是π6
D.d 的运行周期有可能是20 h
解析 对于卫星a ，根据万有引力定律、牛顿第二定律列式可得G Mm r 2－N ＝ma 向，
又由G Mm r 2＝mg ，故卫星a 的向心加速度小于重力加速度g ，A 项错误；由G Mm r 2＝m v 2r 得，v ＝GM r ，故轨道半径越小，线速度越大，故b 、c 、d 三颗卫星的线速度的大小关系为v b >v c >v d ，而卫星a 与同步卫星c 的周期相同，故卫星c 的线速度大于卫星a 的线速度，B 项正确；由c 是地球同步卫星，可知卫星c 在4 h 内
转过的圆心角是π3，C 项错误；由G Mm r 2＝m ? ????2πT 2r 得，T ＝2πr 3GM ，轨道半径越
大，周期越长，故卫星d 的周期大于同步卫星c 的周期，D 项错误。
答案 B
6.(多选)如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R 的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M ，万有引力常量为G ，则( )
A.甲星所受合外力为5GM 24R 2
B.乙星所受合外力为GM 2
R 2
C.甲星和丙星的线速度相同
D.甲星和丙星的角速度相同
解析 由万有引力定律可知，甲、乙和乙、丙之间的万有引力大小均为F 1＝G M ·M R 2，
甲、丙之间的万有引力为F 2＝G M ·M （2R ）2＝GM 24R
2，甲星所受两个引力的方向相同，故合力为F 1＋F 2＝5GM 24R 2，A 项正确；乙星所受两个引力等大、反向，合力为零，
B 项错误；甲、丙两星线速度方向始终不同，
C 项错误；由题知甲、丙两星周期相同，由角速度定义可知，两星角速度相同，
D 项正确。
答案 AD
7.(多选)宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A 、B 绕其连线上的O 点做匀速圆周运动，如图所示。若AO >OB ，则( )
A.星球A 的质量一定大于B 的质量
B.星球A 的线速度一定大于B 的线速度
C.双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大
D.双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
解析 设双星质量分别为m A 、m B ，轨道半径分别为R A 、R B ，两者间距为L ，周期为T ，角速度为ω，由万有引力定律和牛顿第二定律可知
Gm A m B L
2＝m A ω2R A ，① Gm A m B L 2＝m B ω2R B ，②
R A ＋R B ＝L ，③
由①②式可得m A m B ＝R B R A
，而AO ＞OB ，故A 项错误； v A ＝ωR A ，v B ＝ωR B ，B 项正确；
联立①②③得G (m A ＋m B )＝ω2L 3，又因为T ＝2πω，
故T ＝2π
L 3G （m A ＋m B ）
，可知C 项错误，D 项正确。 答案 BD
8.引力波的发现证实了爱因斯坦100年前所做的预测。1974年发现了脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在。如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O 点做匀速圆周运动。由于双星间的距离减小，则( )
A.两星的运动周期均逐渐减小
B.两星的运动角速度均逐渐减小
C.两星的向心加速度均逐渐减小
D.两星的运动线速度均逐渐减小 解析 双星做匀速圆周运动具有相同的角速度，靠相互间的万有引力提供向心力。
根据G m 1m 2L 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，得m 1r 1＝m 2r 2，知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离减小，则双星的轨道半径都变小，根据万有引力提供向心力，知角
速度变大，周期变小，故A 正确，B 错误；根据G m 1m 2L 2＝m 1a 1＝m 2a 2知，L 变小，
则两星的向心加速度均增大，故C 错误；根据G m 1m 2L 2＝m 1v 21r 1
，解得v 1＝Gm 2r 1L 2，由于L 平方的减小比r 1的减小量大，则线速度增大，故D 错误。
答案 A
高一物理典型例题 关联速度1光滑水平面上有A、B两个物体，通过一根跨过定滑轮的轻绳子相连，如图，它们的质量分别为m A和m B，当水平力F拉着A向右运动，某时绳子与水平面夹角为θA＝45?，θB＝30?时，A、B两物体的速度之比VA：VB应该是________ 小船过河1若河宽仍为100m，已知水流速度是5m/s，小船在静水中的速度是4m/s，即船速（静水中）小于水速。求：1.欲使船渡河时间最短，求渡河位移？ 2.欲使航行距离最短，船应该怎样渡河？求渡河时间？ 平抛1小球从斜面上方一定高度处向着水平抛出，初速度v0，已知传送带的倾角为θ。1．若小球垂直撞击斜面，求飞行时间t1 ，求水平位移x1; 2．若小球到达斜面的位移最小，求飞行时间t2 求速度偏转角的正切值； 3．反向平抛，何时离斜面最远； 平抛实验1如右图所示在“研究平抛物体的运动”实验中用方格纸记录了小球的运动轨迹，a、 b、c和d为轨迹上的四点，小方格的边长为L，重力加速度为g。求： 1.小球做平抛运动的初速度大小为v0 2.b点时速度大小为vb
3.从抛出点到c点的飞行时间Tc 4.已知a点坐标（xy）求抛出点坐标 水平圆周1如图所示，在光滑的圆锥顶用长为L的细线悬挂一质量为m的小球，圆锥体固定在水平面上不动，其轴线沿竖直方向，母线与轴线之间的夹角为30°，小球以一定速率绕圆锥体轴线做水平匀速圆周运动，求恰好离开斜面时线速度 竖直圆周1如图所示，光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相切，半圆形导轨的半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧，当它经过B点进入导轨的瞬间对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰能到达最高点C.(不计空气阻力)试求： 1.物体在A点时弹簧的弹性势能； 2.物体从B点运动至C点的过程中产生的内能． 开普勒第三定律赤道卫星中同步轨道半径大约是中轨道半径的2倍，则同步卫星与中轨道卫星两次距离最近间隔时间_________。 万有引力两个完全相同的均匀球体紧靠在一起万有引力是F，用相同材料制成两个半径为原来一半的小球紧靠在一起的万有引力________。 黄金代换若分别在地球和某行星上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，其水平距离之比为k，且已知地球与该行星半径之比也为k，则地球的质量与该行星的质量之比_________。
（人教版）高中物理必修二（全册）精品同步练习汇总 分层训练·进阶冲关 A组基础练(建议用时20分钟) 1.(2018·泉州高一检测)关于运动的合成和分解,下列说法中正确的是 (C) A.合运动的速度大小等于分运动的速度大小之和 B.物体的两个分运动若是直线运动,则它的合运动一定是直线运动 C.合运动和分运动具有等时性 D.若合运动是曲线运动,则其分运动中至少有一个是曲线运动
2.(2018·汕头高一检测)质点在水平面内从P运动到Q,如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下列选项正确的是(D) 3.一只小船渡河,运动轨迹如图所示。水流速度各处相同且恒定不变,方向平行于河岸;小船相对于静水分别做匀加速、匀减速、匀速直线运动,船相对于静水的初速度大小均相同、方向垂直于河岸,且船在渡河过程中船头方向始终不变。由此可以确定 (D) A.船沿AD轨迹运动时,船相对于静水做匀加速直线运动 B.船沿三条不同路径渡河的时间相同 C.船沿AB轨迹渡河所用的时间最短 D.船沿AC轨迹到达对岸前瞬间的速度最大 4.如图所示,某人用绳通过定滑轮拉小船,设人匀速拉绳的速度为v0,绳某时刻与水平方向夹角为α,则小船的运动性质及此时刻小船的水平速度v x为(A)
A.小船做变速运动,v x= B.小船做变速运动,v x=v0cos α C.小船做匀速直线运动,v x= D.小船做匀速直线运动,v x=v0cosα B组提升练(建议用时20分钟) 5.(2018·汕头高一检测)质量为1 kg的物体在水平面内做曲线运动,已知该物体在互相垂直方向上两分运动的速度-时间图象分别如图所示,则下列说法正确的是(D) A.2 s末质点速度大小为7 m/s B.质点所受的合外力大小为3 N C.质点的初速度大小为5 m/s D.质点初速度的方向与合外力方向垂直 6.(多选)在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上做初速度为零、加速度为a的匀加速运动,同时人顶着直杆以速度v0水平匀速移动,经过时间t,猴子沿杆向上移动的高度为h,人顶杆沿水平地面移动的距离为x,如图所示。关于猴子的运动情况,下列说法中正确的是( B、D )
高一下学期圆周运动、天体运动测试卷 注意事项： 1.本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分。第Ⅰ卷为选择题，40分；第Ⅱ卷为非选择题，60分。满分为100分，考试时间为90分钟。 第Ⅰ卷（选择题40分） 一、选择题：（本题共10小题,每题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的） 1、关于曲线运动的说确的是（ ） A ．物体在恒力作用下不可能作曲线运动 B ．物体在变力作用下一定作曲线运动 C ．曲线运动一定是变加速运动 D ．曲线运动一定是变速运动 2、一只小船在静水中的速度大小始终为5m/s ，在流速为3m/s 的河中航行，则河岸上的人能看到船的实际航速大小不可能是（ ） A ．2m/s B ．3m/s C ．8m/s D ．9m/s 3、某物体在一个足够大的光滑水平面上向西运动，当它受到一个向南的恒定外力作用时，物体的运动将是（ ） A ．直线运动且是匀变速直线运动 B ．曲线运动，但加速度方向不变，大小不变，是匀变速运动 C ．曲线运动，但加速度方向改变，大小不变，是非匀变速曲线运动 D ．曲线运动，加速度方向和大小均改变，是非匀变速曲线运动 4、一种玩具的结构如图所示。竖直放置的光滑铁圈环的半径 cm R 20=，环上有一个穿孔的小球m ，仅能沿环作无摩擦滑动，如果圆环绕着通过环心的竖直轴21O O 以s rad /10的角速度旋转，（g 取2/10s m ）则小球相对环静止时与环心O 的连线与21O O 的夹角θ可能是（ ） A ．30° B ．45° C ．53° D ．60° 5、设地球半径为R ，a 为静止在地球赤道上的一个物体，b 为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c 为地球的一颗同步卫星其轨道半径为r ．下列说确的
2018年高考物理复习天体运动专题练习（含答 案） 天体是天生之体或者天然之体的意思，表示未加任何掩盖。查字典物理网整理了天体运动专题练习，请考生练习。 一、单项选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分.) 1.(2014武威模拟)2013年6月20日上午10点神舟十号航天员首次面向中小学生开展太空授课和天地互动交流等科 普教育活动，这是一大亮点.神舟十号在绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列叙述不正确的是() A.指令长聂海胜做了一个太空打坐，是因为他不受力 B.悬浮在轨道舱内的水呈现圆球形 C.航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼 D.盛满水的敞口瓶，底部开一小孔，水不会喷出 【解析】在飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中，万有引
力充当向心力，飞船及航天员都处于完全失重状态，聂海胜做太空打坐时同样受万有引力作用，处于完全失重状态，所以A错误;由于液体表面张力的作用，处于完全失重状态下的液体将以圆球形状态存在，所以B正确;完全失重状态下并不影响弹簧的弹力规律，所以拉力器可以用来锻炼体能，所以C正确;因为敞口瓶中的水也处于完全失重状态，即水对瓶底部没有压强，所以水不会喷出，故D正确. 【答案】 A 2.为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量，已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期T.则太阳的质量为() A.B. C. D. 【解析】地球表面质量为m的物体万有引力等于重力，即G=mg，对地球绕太阳做匀速圆周运动有G=m.解得M=，D正确.
【答案】 D 3.(2015温州质检)经国际小行星命名委员会命名的神舟星和杨利伟星的轨道均处在火星和木星轨道之间.已知神舟星平均每天绕太阳运行1.74109 m，杨利伟星平均每天绕太阳运行1.45109 m.假设两行星都绕太阳做匀速圆周运动，则两星相比较() A.神舟星的轨道半径大 B.神舟星的加速度大 C.杨利伟星的公转周期小 D.杨利伟星的公转角速度大 【解析】由万有引力定律有：G=m=ma=m()2r=m2r，得运行速度v=，加速度a=G，公转周期T=2，公转角速度=，由题设知神舟星的运行速度比杨利伟星的运行速度大，神舟星的轨道半径比杨利伟星的轨道半径小，则神舟星的加速度比杨利伟星的加速度大，神舟星的公转周期比杨利伟星的公转周期小，神舟星的公转角速度比杨利伟星的公转角速度大，故选
高一物理必修1典型例题 例l. 在下图甲中时间轴上标出第2s末，第5s末和第2s，第4s，并说明它们表示的是时间还是时刻。 甲乙 例2. 关于位移和路程，下列说法中正确的是 A. 在某一段时间内质点运动的位移为零，该质点不一定是静止的 B. 在某一段时间内质点运动的路程为零，该质点一定是静止的 C. 在直线运动中，质点位移的大小一定等于其路程 D. 在曲线运动中，质点位移的大小一定小于其路程 例3. 从高为5m处以某一初速度竖直向下抛出一个小球，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m处被接住，则在这段过程中 A. 小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为7m B. 小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为7m C. 小球的位移为3m，方向竖直向下，路程为3m D. 小球的位移为7m，方向竖直向上，路程为3m 例4. 判断下列关于速度的说法，正确的是 A. 速度是表示物体运动快慢的物理量，它既有大小，又有方向。 B. 平均速度就是速度的平均值，它只有大小没有方向。 C. 汽车以速度1v经过某一路标，子弹以速度2v从枪口射出，1v和2v均指平均速度。 D. 运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫瞬时速度，它是矢量。 例5. 一个物体做直线运动，前一半时间的平均速度为1v，后一半时间的平均速度为2v，则全程的平均速度为多少？如果前一半位移的平均速度为1v，后一半位移的平均速度为2v，全程的平均速度又为多少？ 例6. 打点计时器在纸带上的点迹，直接记录了 A. 物体运动的时间 B. 物体在不同时刻的位置 C. 物体在不同时间内的位移 D. 物体在不同时刻的速度 例7.如图所示，打点计时器所用电源的频率为50Hz，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测量的情况如图所示，纸带在A、C间的平均速度为m／s，在A、D间的平均速度为m／s，B点的瞬时速度更接近于m／s。 例8. 关于加速度，下列说法中正确的是 A. 速度变化越大，加速度一定越大 B. 速度变化所用时间越短，加速度一定越大 C. 速度变化越快，加速度一定越大 D. 速度为零，加速度一定为零
课题 5.2运动的合成和分解课型新授课课时 1 教学目标 （一）知识教学点 1．知道合运动、分运动、知道合运动和分运动是同时发生的，并且互不影响，能在具体的问题中分析和判断． 2．理解运动的合成、运动的分解的具体意义．理解运动的合成和分解遵循平行四边形定则． 3．会用图示方法和教学方法求解位移，速度合成、分解的问题． （二）能力训练点 培养观察和推理的能力、分析和综合的能力． （三）教育渗透点 辩证地看待问题 （四）美育渗透点 学生在学习过程运用概念进行推理、判断，能体会到物理学科中所渗透出的逻辑美． 教学重点难点1．重点 明确一个复杂的运动可以等效为两个简单的运动的合成或等效分解为两个简单的运动，理解运动合成、分解的意义和方法． 2．难点 认识分运动和分运动相互独立、互不相干；分运动和合运动的同时性．理解两个直线运动的合运动可以是直线运动，也可以是曲线运动． 教学准备教材实验装置 课件：运动的合成和分解多媒体设备 教学过程 （一）明确目标 （略） （二）整体感知 本节的地位比较特殊．为知识的学习，涉及到许多基本概念和基本规律；作为方法的介绍，体会把较复杂的运动看作是几个简单运动的合成；作为能力的培养，提高观察和推理能力，分析和综合的能力． （三）重点、难点的学习与目标完成过程 1．什么是分运动、合运动? 演示实验（具体操作见课本） 学生观察蜡块的运动：由A到B沿玻璃管竖直向上匀速直线运动；由A到D随玻璃管向右匀速直线运动；蜡块实际的运动是上述两个运动的合成．即由A到C的匀速直线运动，如图5－2所示．
②定量分析，在 x 方向有x ＝ 2 1a 2 t ，在y 方向有y ＝y v t ，约去时间t 得 k y a v x y y 2 22= 故2y ＝kx ．此为抛物线型方程，表明合运动是曲线运动．（定量分析可结合学生情况留给学生课后思考） （2）一个曲线运动可以分解为两个方向上的直线运动 既然两个直线运动的合运动可以是曲线运动，反过来，一个曲线运动可以用两个方向上的直线运动来等效替代．也就是说，分别研究这两个方向上的受力情况和运动情况，弄清楚分运动是直线运动的规律，就可以知道作为合运动的曲线运动的规律． 作 业 布 置 练习二 （1）（2）（3）（4） 课堂总结 1．在进行运动的合成和分解时，一定要明确合运动是物体实际的运动．分运动是假想的，这与力的合成和分解是有区别的，如图5－3所示．通过一定滑轮拉一物体，使物体在水平面上运动，如果是讨论运动的合成和分解，物体实际运动即合运动的速度方向是水平的，沿绳方向的速度是分运动的速度；如果是讨论力的合成和分解，沿绳方向的拉力是物体实际受到的力，沿水平方向的力是拉力的分力． 图5－3 2．合成和分解的精髓是“等效”的思想．学习时要深刻体会，可以结合课本“思考和讨论”进一步说明．
高一物理天体的运动 一、考点探究： 1、星球表面的重力加速度； 2、天体质量、密度的求解计算问题； 3、天体瓦解问题； 4、线速度、角速度、周期、向心加速度（重力加速度）随半径（或高度）变化的关系型问题； 5、卫星发射、运行过程中的超重、失重问题； 6、第一宇宙速度的理解、推导问题； 7、同步卫星问题； 8、双星问题； 9、卫星的变轨 二、重点与难点： 1、开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨迹都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 2、开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等。 3、开普勒第三定律：所有行星的轨迹的半长轴的立方跟它的公转周期的平方的比值都相等。 4、万有引力定律：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比；F=G 2 21r m m ，式中G=6.67?1011-N·m 2/kg 2 。 5、万有引力定律的适用条件：质点、质量分布均匀的球体，或物体之间的距离远大于物体大小时。 6、万有引力的特点：任何客观存在有质量的物体之间都有万有引力；万有引力是一对作用力与反作用力；通常情况下万有引力很小，只有质量巨大的星球或天体附近的物体间才有实际的物理意义。 7、万有引力与重力的关系：地球表面物体所受万有引力可以分解成为物体的重力和物体随地球自转的向 心力；通常情况下，物体随地球自转的向心力很小，万有引力近似全部充当重力，即G 2r Mm =mg 。 8、天体运动：天体的运动可以近似看作匀速圆周运动，万有引力充当向心力，即F 向= G 221r m m 。 9、人造地球卫星：分为普通卫星、近地卫星和同步卫星。 10、天体运动的运算：可应用公式G 2r Mm =m r v 2=m 2 ωr=m 224T πr 计算天体的质量和密度，以及天体运动 的线速度、角速度、周期、轨道半径之间的关系。 11、第一宇宙速度：卫星沿地球表面绕地球飞行的速度；又叫环绕速度；是卫星做匀速圆周运动的最大速度；是物体成为人造卫星的最小发射速度；v=gr =7.9km/s 。 12、第二宇宙速度：脱离地球束缚的最小速度；v=11.2km/s 。 13、第三宇宙速度：脱离太阳束缚的最小速度；v=16.7km/s 。 三、考点梳理 1、基本方法：把天体运动近似看作圆周运动，它所需要的向心力由万有引力提供， Ｇr v m r Mm 22=＝ｍω２ ｒ＝ｍr T 224π 2、估算天体的质量和密度 由G 2r Mm ＝ｍr T 224π得：Ｍ＝2 324Gt r π．即只要测出环绕星体M 运转的一颗卫星运转的半径和周期，就可以计算出中心天体的质量.由ρ＝V M ，Ｖ＝34πＲ３ 得： ρ＝3 233R GT r π．R 为中心天体的星体半径。 特殊:当ｒ＝Ｒ时，即卫星绕天体M 表面运行时，ρ＝2 3GT π (2003年高考)，由此可以测量天体的密度. 3、行星表面重力加速度、轨道重力加速度问题 表面重力加速度g 0,由 02GMm mg R = 得：0 2 GM g R = 轨道重力加速度g ，由 2()GMm mg R h =+ 得： 22 0()()GM R g g R h R h ==++ 4、卫星的绕行速度、角速度、周期与半径的关系
人教版物理必修二天体运动测试题（含参考答案） 总分：100分 时间：60min 一、选择题（除特殊说明外，本题仅有一个正确选项，每小题4分，共计40分） 1． 人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。当它在较大的轨道半径r 1上时运行线速度为v 1，周期为T 1，后来在较小的轨道半径r 2上时运行线速度为v 2，周期为T 2，则它们的关系是 （ ） A ．v 1﹤v 2，T 1﹤T 2 B ．v 1﹥v 2，T 1﹥T 2 C ．v 1﹤v 2，T 1﹥T 2 D ．v 1﹥v 2，T 1﹤T 2 2. 土星外层上有一个土星环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v 与该层到土星中心的距离R 之间的关系来判断 ① 若v R ∝,则该层是土星的一部分 ②2v R ∝,则该层是土星的卫星群. ③若1v R ∝,则该层是土星的一部分 ④若21v R ∝,则该层是土星的卫星群.以上说法正确的是 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ②④ 3.假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是 ( ) A 放在赤道地面上的物体的万有引力不变 B.放在两极地面上的物体的重力不变 C 赤道上的物体重力减小 D 放在两极地面上的物体的重力增大 4．在太阳黑子的活动期，地球大气受太阳风的影响而扩张，这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始下落。大部分垃圾在落地前烧成灰烬，但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害．那么太空垃圾下落的原因是（ ） A ．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致的 B ．太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二定律，向心加速度就会不断增大，所以垃圾落向地面
高一物理必修1知识集锦及典型例题 各部分知识网络 （一）运动的描述: -（D 表示物体位置的变动，可用从起点到终点的有向线段表示,是矢量 1（2》位移的大小小于或等于路程 Q ）物理意义:表示物休位置变化的快慢 ［平均速度严巻方向与位移方向相同 瞬时速度*当加-0时山二号^方向为那一刻的运动方向 「①速厦是 矢童，而逋率是标量 平均速率=遐遅 时何艸砲卒时间 ③瞬时速度的大小等于瞬时速率 ［■物理意义:表示物体速度变化的快慢 I 加速度峠定小=汪汽速度的变化率人单位m/乳是矢量 ' 〔方向:与速度变化的方向相同■与速度的方向关系不确定 ［意义:表示位移随时何的变化规律 应用:①判断运动性质〔匀速、变速、静止） 俨一E 图象丿 ②判斯运动方向（正方向、负方向） 1 ③比较运动快慢 I ④确定也移或时间等 图象］ （意义:表示速度随时间的变化规律 应用:①确定某时刻的速度 ②求位移（面积） I 图象］ ③判斷运匪性质（静止、匀速、匀变速、非匀变速） ④ 判断运动方向（正方向、负方向〉 ⑤ 出较加速度大小等 X ［根据纸带上点谨的疏密判断运动情况 '实验:用打点计时器测速度｛求两点间的平均速度卫=善 .粗略求瞬时速度’当心取很小的值时，瞬时速度釣等于平均速度 x=aT 2 ， o (a 6 a 5 a 』(a 3 a ? aJ a 2 (3T) （推述运动的物理量v 速度 ⑶与速率的区别与联系2②平均速度二 运 动的描 述 测匀变速直线运动的加速度：△
「物理意义:表不物体速度蛮化的快馒 定义2=耳^（速度的变化率人单位m/d 矢量. 其方向与速度变化的方向相同，与速度方向的关系不确定 、速度、速度变化量 与加速度的区别 '意义;表示位移随时间的变化规律 应用:①判斯运动性质（匀速、变速、静止） 卩一￡图象」②判断运动方向（正方向、负方向） ③比较运动快慢 、④确定位務或时间 靈臾匸表示速度随时间的变化规律 应用:①确定某时刻的速度 ② 求位移（面积） ③ 判断运动性质（静止、匀速、匀变速、非匀变速） ④ 判断运动方向（正方向、负方向） ?⑤比较加速度大小等 ，加速度恒定?速度均匀变化］ Vt = v^+at 工=Sf+*亦 < —说=2a 工 一 询+讪 吟一y-二叫 a 与v 同向，加速运动；a 与v 反 向，减速运动。 咽 —II 匀变速 直线运€ 动 的规律 咱由落体运动 la=g
天体运动中的几个“另类”问题 江苏省靖江市季市中学范晓波 天体运动部分的绝大多数问题，解决的原理及方法比较单一，处理的基本思路是：将天体的运动近似看成匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列方程，向心加速度按涉及的运动学量选择相应的展开形式。 如有必要，可结合黄金代换式简化运算过程。不过，还有几类问题仅依靠 基本思路和方法，会让人感觉力不从心，甚至就算找出了结果但仍心存疑惑，不得要领。这就要求我们必须从根本上理解它们的本质，把握解决的关键，不仅要知其然，更要知其所以然。 一、变轨问题 例：某人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变。每次测 量中卫星的运动可近似看作圆周运动，某次测量卫星的轨道半径为，后来变为，以、 表示卫星在这两个轨道上的线速度大小，、表示卫星在这两个轨道上绕地球运动的周期，则（） A．，， B．，， C．，， D．，， 分析：空气阻力作用下，卫星的运行速度首先减小，速度减小后的卫星不能继续沿原轨 道运动，由于而要作近（向）心运动，直到向心力再次供需平衡，即，卫星又做稳定的圆周运动。
如图，近（向）心运动过程中万有引力方向与卫星运动方向不垂直，会让卫星加速，速度增大（从能量角度看，万有引力对卫星做正功，卫星动能增加，速度增大），且增加的数 值超过原先减少的数值。所以、，又由可知。 解：应选C选项。 说明：本题如果只注意到空气阻力使卫星速度减小的过程，很容易错选B选项，因此，分析问题一定要全面，切忌盲目下结论。 卫星从椭圆轨道变到圆轨道或从圆轨道变到椭圆轨道是卫星技术的一个重要方面，卫星定轨和返回都要用到这个技术。 以卫星从椭圆远点变到圆轨道为例加以分析：如图，在轨道远点，万有引力， 要使卫星改做圆周运动，必须满足和，而在远点明显成立，所以 只需增大速度，让速度增大到成立即可，这个任务由卫星自带的推进器完成。“神舟”飞船就是通过这种技术变轨的，地球同步卫星也是通过这种技术定点于同步轨道上的。 二、双星问题 例：在天体运动中，将两颗彼此相距较近的行星称为双星。它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动。如果双星间距为，质量分别为和，试计算：（1）双星的轨道半径；（2）双星的运行周期；（3）双星的线 速度。 分析：双星系统中，两颗星球绕同一点做匀速圆周运动，且两者始终与圆心共线，相同时间内转过相同的角度，即角速度相等，则周期也相等。但两者做匀速圆周运动的半径不相等。
高一物理必修1知识集锦及典型例题 一． 各部分知识网络 （一）运动的描述： 测匀变速直线运动的加速度：△x=aT 2 ，6543212 ()()(3) a a a a a a a T ++-++=
a与v同向，加速运动；a与v反向，减速运动。
（二）力： 实验：探究力的平行四边形定则。 研究弹簧弹力与形变量的关系：F=KX.
（三）牛顿运动定律： . 改变
(四)共点力作用下物体的平衡： 静止 平衡状态 匀速运动 F x 合=0 力的平衡条件：F 合=0 F y 合=0 合成法 正交分解法 常用方法 矢量三角形动态分析法 相似三角形法 正、余弦定理法 物 体 的平衡
二、典型例题 例题1..某同学利用打点计时器探究小车速度随时间变化的关系，所用交流电的频率为50 Hz，下图为某次实验中得到的一条纸带的一部分，0、1、2、3、4、5、6、7为计数点，相邻两计数点间还有3个打点未画出．从纸带上测出x1＝3.20 cm，x2＝4.74 cm，x3＝6.40 cm，x4＝8.02 cm，x5＝9.64 cm，x6＝11.28 cm，x7＝12.84 cm. (1)请通过计算，在下表空格内填入合适的数据(计算结果保留三位有效数字)； (2)根据表中数据，在所给的坐标系中作出v－t图 象(以0计数点作为计时起点)；由图象可得，小车 运动的加速度大小为________m /s2 例2. 关于加速度，下列说法中正确的是 A. 速度变化越大，加速度一定越大 B. 速度变化所用时间越短，加速度一定越大 C. 速度变化越快，加速度一定越大 D. 速度为零，加速度一定为零 例3. 一滑块由静止开始，从斜面顶端匀加速下滑，第5s末的速度是6m/s。求：（1）第4s末的速度；（2）头7s内的位移；（3）第3s内的位移。 例4. 公共汽车由停车站从静止出发以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，同时一辆汽车以36km/h的不变速度从后面越过公共汽车。求： （1）经过多长时间公共汽车能追上汽车？ （2）后车追上前车之前，经多长时间两车相距最远，最远是多少？ 例5．静止在光滑水平面上的物体，受到一个水平拉力，在力刚开始作用的瞬间，下列说法中正确的是 A. 物体立即获得加速度和速度
高一物理动能定理经典题型汇总(全)
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1、动能定理应用的基本步骤 应用动能定理涉及一个过程，两个状态．所谓一个过程是指做功过程，应明确该过程各外力所做的总功；两个状态是指初末两个状态的动能． 动能定理应用的基本步骤是： ①选取研究对象，明确并分析运动过程． ②分析受力及各力做功的情况，受哪些力？每个力是否做功？在哪段位移过程中做功？正功？负功？做多少功？求出代数和． ③明确过程始末状态的动能E k1及E K2 ④列方程 W=E K2一E k1，必要时注意分析题目的潜在条件，补充方程进行求解． 2、应用动能定理的优越性 (1)由于动能定理反映的是物体两个状态的动能变化与其合力所做功的量值关系，所以对由初始状态到终止状态这一过程中物体运动性质、运动轨迹、做功的力是恒力还是变力等诸多问题不必加以追究，就是说应用动能定理不受这些问题的限制． (2)一般来说，用牛顿第二定律和运动学知识求解的问题，用动能定理也可以求解，而且往往用动能定理求解简捷．可是，有些用动能定理能够求解的问题，应用牛顿第二定律和运动学知识却无法求解．可以说，熟练地应用动能定理求解问题，是一种高层次的思维和方法，应该增强用动能定理解题的主动意识． (3)用动能定理可求变力所做的功．在某些问题中，由于力F 的大小、方向的变化，不能直接用W=Fscos α求出变力做功的值，但可由动能定理求解． 一、整过程运用动能定理 （一）水平面问题 1、一物体质量为2kg ，以4m/s 的速度在光滑水平面上向左滑行。从某时刻起作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4m/s ，在这段时间内，水平力做功为（ ） A. 0 B. 8J C. 16J D. 32J 2、 一个物体静止在不光滑的水平面上，已知m=1kg ，u=0.1，现用水平外力F=2N ，拉其运动5m 后立即撤去水平外力F ，求其还能滑 m （g 取2 /10s m ） 3、总质量为M 的列车，沿水平直线轨道匀速前进，其末节车厢质量为m ，中途脱节，司机发觉时，机车已行驶L 的距离，于是立即关闭油门，除去牵 S L V V
高一物理《天体运动》单元测试卷 一、 1、我国已成功地射了“神舟 6 号” 人船，已知船在太空中运行的 道是一个，的一个焦点是地球的球心，如所示．船在运行中只受到 地球它的万有引力作用，在船从道的 A 点沿箭方向运行到 B 点的程中，以下法中正确的是（） A ．船的速率不 B．船的速率增大 C．船的机械能守恒D．船的机械能增加 2、把水星和金星太阳的运匀速周运．从水星与金星和太阳 在一条直上开始，若得在相同内水 星、金星的角度分θ1、θ2（均角），由此条件可 求得水星和金星（） A ．量之比B．太阳运的道半径之比 C．太阳运的能之比D．受到太阳的引力之比 3、若两行星的量分M 和 m，它太阳运行的道半 径分 R 和 r，它的公周期之比?（） M R3MR3R2 A. m B. r 3 C. mr D.r 2 4、假地球可量均匀分布球体，已知地球表面重力加速度在两极大小 g0，赤道的大小 g；地球自周期 T，引力常量 G．地球的密度（）A ．B．C．D． 5、苹果落向地球，而不是地球向上运碰到苹果.下列述中正确的是（） A.由苹果量小，地球的引力小，而地球量大，苹果的引力大造成的 B.由地球苹果有引力，而苹果地球没有引力造成的 C.苹果地球的作用力和地球苹果的作用力是相等的，由于地球量极大，不可能生明的加速度 D.以上法都不 1 6、离地面某一高度 h 的重力加速度是地球表面重力加速度的2 ，高度 h 是 1 地球半径的（）A.2 倍 B. 2 C.4 倍 D.（ 2 -1）倍
7、均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等 少数地区外的“全球通信”。一直地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地 球自转周期为 T，下面列出的是关于散客卫星中任意两颗卫星间距离s 的表达式， 其中正确的是（） 4222 332233gR T C．gR T D．42 8、北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种组成，这两种卫星在轨 道正常运行时（） A ．同步轨道卫星运行的周期较大B．同步轨道卫星运行的线速度较大 C．同步轨道卫星运行可能飞越南京上空D．两种卫星运行速度都大于第一宇宙 速度 二、多项选择 9、列关于卫星的说法正确的是（） A. 同步卫星运行速度等于7.9 km/s B. 同步卫星在赤道上空，离地面高度一定,相对地面静止 C.第一宇宙速度是地球近地卫星的环绕速度 D.第一宇宙速度与卫星的质量有关 10、2014 年 10 月 24 日凌晨 2 时，“小飞”嫦娥五号试验器在西昌卫星发射中心 发射成功，并于11 月 1 日顺利返回，成功着陆．这是中国首次实施从月球轨道 返回地球的返回飞行试验器．试验器对嫦娥五号关键技术进行了相关验证，以确 保后续的探月计划顺利进行．设想几年以后，我国宇航员随“嫦娥”号成功登月： 宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，宇航员测出飞船绕行 N 圈所用的时间为T；登月后宇航员利用随身携带的弹簧秤测出质量为m 的iPhoneN 手机所受的“重力”为 F．已知万有引力常量为G．则根据以上信息我们 可以得到（） A ．月球的密度B．月球的自转周期 C．飞船的质量D．月球的“第一宇宙速度” 11、由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么 A．卫星受到的万有引力增大，线速度减小 B．卫星的向心加速度增大，周期减小 C．卫星的动能、重力势能和机械能都减小 D．卫星的动能增大，重力势能减小，机械能减小 12、下列说法正确的是 ()
高一物理必修一典型例题汇总 考点一 两类运动图象的比较 1．x －t 图象和v －t 图象的比较 ! 表示从正位移处开始一直做反向匀速直线运动 表示先正向做匀减速直线运动，再反向做匀 (1)“交点”??? x －t 图象中交点表示两物体相遇 v －t 图象中交点表示两物体该时刻速度相等 (2)“线”??? x －t 图象上表示位移随时间变化的规律 v －t 图象上表示速度随时间变化的规律 (3)“面积”??? x －t 图象上“面积”无实际意义 v －t 图象上“面积”表示位移 典型例题： 1．(多选)质点做直线运动的位移－时间图象如图所示，该质点( ) ；
A．在第1秒末速度方向发生了改变 B．在第2秒和第3秒的速度方向相反 C．在前2秒内发生的位移为零 D．在第3秒末和第5秒末的位置相同 [答案]AC 2．质点做直线运动的速度－时间图象如图所示，该质点() A．在第1秒末速度方向发生了改变 B．在第2秒末加速度方向发生了改变 。 C．在前2秒内发生的位移为零 D．第3秒末和第5秒末的位置相同 [解析]0～2 s内速度都为正，因此第1 s末的速度方向没有发生改变，A错误；图象的斜率表示加速度，1～3 s内图象的斜率一定，加速度不变，因此第2 s末加速度方向没有发生变化，B错误；前2 s内的位移为图线与 时间轴所围的面积，即位移x＝1 2×2×2 m＝2 m，C错误；第3 s末到第5 s末的位移为x＝－ 1 2×2×1＋ 1 2×2×1＝0， 因此这两个时刻质点处于同一位置，D正确． 3．(多选)下图所示为甲、乙两个物体做直线运动的运动图象，则下列叙述正确的是() A．甲物体运动的轨迹是抛物线 B．甲物体8 s内运动所能达到的最大位移为80 m C．乙物体前2 s的加速度为5 m/s2 D．乙物体8 s末距出发点最远 。 [解析]甲物体的运动图象是x－t图象，图线不表示物体运动的轨迹，A错误；由题图甲可知4 s末甲位移最大，为80 m，B正确；乙物体的运动图象是v－t图象，前2 s做匀加速运动，计算得加速度为5 m/s2,2 s～4 s
物理测试 1、 两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为TA ：TB=1：8；则轨道半径之比和运动速率之比分别为（ ） A 、RA ：RB=4:1 vA ：vB=1:2 Ｂ、RA ：RB=4:1 vA ：vB=2:1 Ｃ、RA ：RB=１:４ vA ：vB=1:2 Ｄ、RA ：RB=１:４ vA ：vB=２:１ ２、如图，在一个半径为Ｒ、质量为Ｍ的均匀球体中，紧贴着球的边缘挖去一个半径为Ｒ／２的球星空穴后，剩余的 阴影部分对位于球心和空穴中心连线上、与球心相距ｄ的质点ｍ的引力是多大？ ３、两个球形的行星Ａ、Ｂ各有一个卫星ａ和ｂ，卫星的圆轨迹接近各行星的表面。如果两行星质量之比为ＭＡ／ＭＢ＝ｐ，两个行星半径之比ＲＡ／ＲＢ＝ｑ，则两卫星周期之比ＴＡ／ＴＢ为＿＿＿＿＿＿ ４、一颗人在地球卫星以初速度ｖ发射后，可绕地球做匀速圆周运动，若使发射速度为２ｖ，该卫星可能（ ） Ａ、绕地球做匀速圆周运动，周期变大 Ｂ、绕地球运动，轨道变为椭圆 Ｃ、不绕地球运动，轨道变为椭圆 Ｄ、挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙 ５、如图，有Ａ、Ｂ两颗行星绕同一颗恒星做圆周运动，Ａ行星的周期为Ｔ１，Ｂ行星的周期为Ｔ２，在某一时刻两行星相距最近，则 （１）至少经过多长时间，两行星再次相距最近？ （２）至少经过多长时间，两行星相距最远？ ６、已知地球的质量为Ｍ，地球的半径为Ｒ，地球的自传周期为Ｔ，地球表面的重力加速度为ｇ，无线电信号的传播 速度为Ｃ，如果你用卫星电话通过地球卫星中的转发器发的无线电信号与对方通话，则在你讲完话后要听到对 方的回话，所需要的最短时间为（ ） Ａ、322244πT gR c ? B 、322242πT gR c ? C 、)4(43222R T gR c -?π D 、)4(23222R T gR c -?π ７、在天体演变过程中，红色巨星发生爆炸后，可以形成中子星，中子星具有极高的密度。 （1）若已知某中子星的密度为ρ，该中子星的卫星绕它作圆周运动，试求该中子星运行的最小周期。
高一物理必修1典型例题试卷 例l. 在下图甲中时间轴上标出第2s 末，第5s 末和第2s ，第4s ，并说明它们表示的是时间还是时刻。 甲 乙 例2. 关于位移和路程，下列说法中正确的是（ ） A. 在某一段时间内质点运动的位移为零，该质点不一定是静止的 B. 在某一段时间内质点运动的路程为零，该质点一定是静止的 C. 在直线运动中，质点位移的大小一定等于其路程 D. 在曲线运动中，质点位移的大小一定小于其路程 例3. 从高为5m 处以某一初速度竖直向下抛出一个小球，在与地面相碰后弹起，上升到高为2m 处被接住，则在这段过程中（ ） A. 小球的位移为3m ，方向竖直向下，路程为7m B. 小球的位移为7m ，方向竖直向上，路程为7m C. 小球的位移为3m ，方向竖直向下，路程为3m D. 小球的位移为7m ，方向竖直向上，路程为3m 例4. 判断下列关于速度的说法，正确的是（ ） A. 速度是表示物体运动快慢的物理量，它既有大小，又有方向。 B. 平均速度就是速度的平均值，它只有大小没有方向。 C. 汽车以速度1v 经过某一路标，子弹以速度2v 从枪口射出，1v 和2v 均指平均速度。 D. 运动物体经过某一时刻（或某一位置）的速度，叫瞬时速度，它是矢量。 例5. 一个物体做直线运动，前一半时间的平均速度为1v ，后一半时间的平均速度为2v ，则全程的平均速度为多少？如果前一半位移的平均速度为1v ，后一半位移的平均速度为2v ，全程的平均速度又为多少？ 例6. 打点计时器在纸带上的点迹，直接记录了（ ） A. 物体运动的时间 B. 物体在不同时刻的位置 C. 物体在不同时间内的位移 D. 物体在不同时刻的速度 例7. 如右图所示，打点计时器所用电源的频率为 50Hz ，某次实验中得到的一条纸带，用毫米刻度尺测 量的情况如图所示，纸带在A 、C 间的平均速度为 m ／s ，在A 、D 间的平均速度为 m ／s ，B 点的瞬时速度更接近于 m ／s 。
高一物理天体运动测试题 一．选择题 1． 人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。当它在较大的轨道半径r 1上时运行线速度为v 1，周期为 T 1，后来在较小的轨道半径r 2上时运行线速度为v 2，周期为T 2，则它们的关系是 （ ） A ．v 1﹤v 2，T 1﹤T 2 B ．v 1﹥v 2，T 1﹥T 2 C ．v 1﹤v 2，T 1﹥T 2 D ．v 1﹥v 2，T 1﹤T 2 2. 两个质量均为M 的星体，其连线的垂直平分线为AB 。O 为两星体连线的中点，如图，一个质量为M 的物 体从O 沿OA 方向运动，则它受到的万有引力大小变化情况是（ ） A.一直增大 B.一直减小 C.先减小，后增大 D.先增大，后减小 3. 土星外层上有一个土星环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v 与该层到土星中心的距离R 之间的关系来判断 ① 若v R ∝,则该层是土星的一部分 ②2v R ∝,则该层是土星的卫星群. ② ③若1v R ∝,则该层是土星的一部分 ④若21v R ∝,则该层是土星的卫星群.以上说法正确的是 A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ②④ 4. 假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是 ( ) A 放在赤道地面上的物体的万有引力不变 B.放在两极地面上的物体的重力不变 C 赤道上的物体重力减小 D 放在两极地面上的物体的重力增大 5．在太阳黑子的活动期，地球大气受太阳风的影响而扩张，这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始下落。大部分垃圾在落地前烧成灰烬，但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害．那么太空垃圾下落的原因是 A ．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致的 B ．太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二定律，向心加速度就会不断增大，所以垃圾落向地面 C ．太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小，那么它做圆运动所需的向心力就小于实际受到的万有引力，因此过大的万有引力将垃圾拉向了地面 D ．太空垃圾上表面受到的大气压力大于下表面受到的大气压力，所以是大气的力量将它推向地面的 6.用 m 表示地球通讯卫星（同步卫星）的质量，h 表示它离地面的高度，R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，ω表示地球自转的角速度，则通讯卫星所受万有引力的大小为 A.等于零 B.等于22 ()R g m R h + C.等于342ωg R m D.以上结果都不正确 7． 关于第一宇宙速度，下列说法不正确的是 （ ） A 第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度 B ．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最大速度 C ．第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度 D ．地球的第一宇宙速度由地球的质量和半径决定的 8．如图5-1所示，以9.8m/s 的水平速度v 0抛出的物体，飞行一段时间后垂直地撞在倾角为θ=30°的斜面上，可知物体完成这段飞行的时间是 （ ） A ．s 33 B ．s 332 C ． 3 s D ．2s 9、某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如它的轨道半径增加到原来的n 倍后，仍能够绕地球做匀速 圆周运动，则A ．根据r v ω=，可知卫星运动的线速度将增大到原来的n 倍。 B ．根据r mv F 2 =，可知卫星受到的向心力将减小到原来的n 1倍。 C ．根据2 r GMm F =，可知地球给卫星提供的向心力将减小到原来的21n 倍。
高一物理必修2复习 第一章曲线运动 1、 曲线运动中速度的方向不断变化，所以曲线运动必定是一个变速运动。 2、物体做曲线运动的条件： 当力F 与速度V 的方向不共线时，速度的方向必定发生变化，物体将做曲线运动。 注意两点：第一，曲线运动中的某段时间内的位移方向与某时刻的速度方向不同。位移方向是由起始位置指向末位置的有向线段。速度方向则是沿轨迹上该点的切线方向。第二，曲线运动中的路程和位移的大小一般不同。 3、 平抛运动：将物体以某一初速度沿水平方向抛出，不考虑空气阻力，物体所做的运动。 平抛运动的规律：（1）水平方向上是个匀速运动（2）竖直方向上是自由落体运动 位移公式：t x 0ν= ；221gt y = 速度公式：0v v x = ; gt v y = 合速度的大小为：22y x v v v += ； 方向，与水平方向的夹角θ为：0tan v v y =θ 1. 关于质点的曲线运动，下列说法中不正确的是 （ ） A ．曲线运动肯定是一种变速运动 B ．变速运动必定是曲线运动 C ．曲线运动可以是速率不变的运动 D ．曲线运动可以是加速度不变的运动 2、某人骑自行车以4m/s 的速度向正东方向行驶，天气预报报告当时是正北风，风速也是4m/s ， 则骑车人感觉的风速方向和大小（ ） A.西北风，风速4m/s B. 西北风，风速24 m/s C.东北风，风速4m/s D. 东北风，风速24 m/s 3、有一小船正在渡河，离对岸50m 时，已知在下游120m 处有一危险区。假设河水流速为5s m ，为了使小船不通过危险区而到达对岸，则小船自此时起相对静水速度至少为（ ） A 、2.08s m B 、1.92s m C 、1.58s m D 、1.42s m 4. 在竖直上抛运动中， 当物体到达最高点时 （ ） A. 速度为零， 加速度也为零 B . 速度为零， 加速度不为零 C. 加速度为零， 有向下的速度 D. 有向下的速度和加速度 5.如图所示，一架飞机水平地匀速飞行，飞机上每隔1s 释放一个铁球，先后共释放4个,若不计空气阻力，则落地前四个铁球在空中的排列情况是（ ） 6、做平抛运动的物体，每秒的速度增量总是：（ ） A ．大小相等，方向相同 B ．大小不等，方向不同 C ．大小相等，方向不同 D ．大小不等，方向相同 7．一小球从某高处以初速度为v 0被水平抛出，落地时与水平地面夹角为45?，抛出点距地